以學(xué)生為中心的汽車?yán)碚撜n程教學(xué)研究

于蕾艷++石永軍++吳寶貴++劉月娟

摘要：以教師為中心的教學(xué)模式不能有效提高學(xué)生的工程意識(shí)、專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力?！镀?yán)碚摗肥歉叩仍盒＼囕v工程專業(yè)的專業(yè)核心課。本文分析了當(dāng)前《汽車?yán)碚摗方虒W(xué)存在的問題，探討了以學(xué)生為中心的教學(xué)的意義和理念。提出了以學(xué)生為中心的教學(xué)措施，包括針對(duì)學(xué)生的發(fā)展要求優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，營造鮮活、高效的課堂，高效利用網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)，運(yùn)用混合式教學(xué)，集成實(shí)踐性與工程應(yīng)用性。實(shí)踐證明，以學(xué)生為中心的教學(xué)有效地提高了學(xué)生的興趣、積極性、專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，改善了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：以學(xué)生為中心；教學(xué)；汽車?yán)碚?/p>

《汽車?yán)碚摗肥歉叩仍盒＼囕v工程專業(yè)的專業(yè)核心課。國內(nèi)《汽車?yán)碚摗氛n程教學(xué)還多采用以教師為中心的模式。國內(nèi)對(duì)《汽車?yán)碚摗方虒W(xué)的相關(guān)研究包括教學(xué)中運(yùn)用LabVIEW、Matlab等軟件仿真技術(shù)、課程考核方法改革、理論聯(lián)系實(shí)際一體化教學(xué)模式、基于課堂、網(wǎng)絡(luò)、實(shí)踐三位一體的教學(xué)模式、研究性教學(xué)等。對(duì)于以學(xué)生為中心的課程教學(xué)研究還較少，研究不夠系統(tǒng)深入。

以學(xué)生為中心的教育理念建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論之上，以學(xué)生為教學(xué)活動(dòng)的中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、對(duì)所學(xué)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)。本文結(jié)合《汽車?yán)碚摗返慕虒W(xué)實(shí)踐，探討以學(xué)生為中心的教學(xué)意義、理念、措施等方面，以期全面優(yōu)化教學(xué)效果。

一、以學(xué)生為中心的教學(xué)的意義和理念

（一） 當(dāng)前《汽車?yán)碚摗方虒W(xué)存在的問題

當(dāng)前《汽車?yán)碚摗方虒W(xué)尚存在以下問題需要解決。

1.教材問題。國內(nèi)《汽車?yán)碚摗方滩谋容^單一，不能滿足不同院校車輛工程專業(yè)的個(gè)性化定制需求，例如我校車輛工程專業(yè)具有石油特車特色，教材中應(yīng)該反映出相關(guān)特色。國外對(duì)應(yīng)課程名為《車輛動(dòng)力學(xué)與控制》（Vehicle Dynamics and Control），車輛動(dòng)力學(xué)與控制有機(jī)結(jié)合。國內(nèi)課本內(nèi)容主要圍繞汽車各個(gè)性能的評(píng)價(jià)、計(jì)算、分析，動(dòng)力學(xué)模型的建立、求解等，體系不夠完善，應(yīng)該把汽車動(dòng)力學(xué)、汽車性能優(yōu)化、控制的內(nèi)容有機(jī)結(jié)合。內(nèi)容更新慢，基本反映的是前些年的研究理論與成果，不能反映出日新月異的汽車技術(shù)發(fā)展，如集成底盤、車聯(lián)網(wǎng)、智能汽車、線控技術(shù)等。

2.教學(xué)模式問題。傳統(tǒng)的大學(xué)像知識(shí)工廠，以教師為中心的傳統(tǒng)課程教學(xué)，以三中心“課本為中心，教師為中心，課堂為中心”為基本特征，以系統(tǒng)講授、灌輸為手段。學(xué)生多采用機(jī)械學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)興趣和積極性不高，不能有效提高學(xué)生的工程意識(shí)、專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

3.課程考核方式問題?？己朔绞胶?jiǎn)單，主要依據(jù)期末考試成績(jī)，缺乏過程考核；試題缺乏工程意識(shí)、應(yīng)用性、創(chuàng)新能力等方面的考核，缺乏挑戰(zhàn)性。

（二）以學(xué)生為中心的教學(xué)的意義

以學(xué)生為中心的《汽車?yán)碚摗方虒W(xué)是教與學(xué)地位的轉(zhuǎn)變，制定高層次教學(xué)目標(biāo)，創(chuàng)建高效的、系統(tǒng)優(yōu)化、開放和諧的學(xué)習(xí)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、建構(gòu)知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)，幫學(xué)生實(shí)現(xiàn)自己的潛能，培養(yǎng)自由全面發(fā)展的人。

（三）以學(xué)生為中心的教學(xué)理念

以學(xué)生為中心的《汽車?yán)碚摗方虒W(xué)過程中，學(xué)生既是學(xué)習(xí)者，也是研究者，開展研究性學(xué)習(xí)。教師既是教學(xué)者，又是研究者，從事研究性教學(xué)，主要是學(xué)習(xí)環(huán)境和方法的設(shè)計(jì)者，讓學(xué)生學(xué)會(huì)提出疑問，學(xué)會(huì)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究、獨(dú)立思考和解決問題的能力。師生互相合作，重視團(tuán)隊(duì)協(xié)作。

二、以學(xué)生為中心的教學(xué)措施

（一）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

1.優(yōu)化教材體系。選擇優(yōu)質(zhì)教材，不拘于單一采用國內(nèi)教材，可以采用優(yōu)質(zhì)的國內(nèi)教材為主、挑選優(yōu)秀的英文原版國外教材為輔的混合模式，使學(xué)生原汁原味地吸取國外學(xué)術(shù)精華，提高專業(yè)外語能力。

鼓勵(lì)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師積極參與教材建設(shè)，結(jié)合本校師生教學(xué)反饋編寫符合本校專業(yè)培養(yǎng)人才需要的、有特色的教材。學(xué)習(xí)成功的做法，如北京理工大學(xué)劉昭度教授出版的《汽車學(xué)》教材，將《汽車?yán)碚摗贰镀囋O(shè)計(jì)》的內(nèi)容整合在一本教材中。

2.課程內(nèi)容優(yōu)化。使課程系統(tǒng)化、模塊化，將課程內(nèi)容分為縱向動(dòng)力學(xué)、橫向動(dòng)力學(xué)、垂向動(dòng)力學(xué)三大模塊。汽車性能分為汽車動(dòng)力性、汽車經(jīng)濟(jì)性、汽車制動(dòng)性、汽車操縱穩(wěn)定性、汽車平順性、汽車通過性六大模塊。以知識(shí)樹的形式梳理課程的知識(shí)體系，圖1為整個(gè)課程內(nèi)容的知識(shí)樹表達(dá)。根據(jù)有意義的學(xué)習(xí)過程的科學(xué)規(guī)律，梳理各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系。

（二）營造鮮活、高效的課堂

課堂教學(xué)是課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)和陣地。教師是教學(xué)的設(shè)計(jì)者和引導(dǎo)者，以學(xué)生為中心的教學(xué)對(duì)教師提出了更高要求，要求教師采用多種手段組織教學(xué)，具有翻轉(zhuǎn)課堂的能力，著重培養(yǎng)學(xué)生具有批判精神、懷疑的態(tài)度、創(chuàng)新意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)。

1.案例式教學(xué)。恰當(dāng)采用案例，例如：針對(duì)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)，給出轎車、貨車、客車的參數(shù)和指標(biāo)，使得學(xué)生對(duì)一些重要參數(shù)有直觀印象，熟練掌握。

2.問題式教學(xué)。激發(fā)學(xué)生的興趣，啟發(fā)、鼓勵(lì)學(xué)生提出問題、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和解決問題，增強(qiáng)師生互動(dòng)，提高學(xué)生的互助合作水平。如分析輪胎型號(hào)，啟發(fā)學(xué)生為什么標(biāo)注高寬比、速度等級(jí)等，這些參數(shù)與汽車性能之間有何聯(lián)系。動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性之間有何聯(lián)系與矛盾？讓學(xué)生自己上講臺(tái)辯論，提高學(xué)生的當(dāng)眾演講和應(yīng)變能力。

3.基于汽車工程的真實(shí)情景。課程教學(xué)中，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一定的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、主動(dòng)探究。制動(dòng)性教學(xué)中，結(jié)合制動(dòng)性不佳導(dǎo)致交通事故的圖片、視頻資料，讓學(xué)生仿佛置身于慘烈的交通事故現(xiàn)場(chǎng)，說明提高汽車制動(dòng)性的意義，引出制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。突出汽車模型與汽車工程真實(shí)情景的聯(lián)系，在課堂中真實(shí)再現(xiàn)汽車駕駛、汽車設(shè)計(jì)等的情境。結(jié)合汽車駕駛的情境，分析雙移線、單移線、8字實(shí)驗(yàn)等與汽車真實(shí)駕駛之間的聯(lián)系。結(jié)合汽車駕駛的實(shí)際工況，進(jìn)行抽象得到電動(dòng)汽車的各個(gè)工作模式及控制策略。

4.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)。運(yùn)用哲學(xué)觀點(diǎn)，重視各個(gè)內(nèi)容的邏輯性、連貫性，由熟知的內(nèi)容啟發(fā)新的知識(shí)點(diǎn)。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)，充分利用學(xué)過的課程的方法，使新知識(shí)與學(xué)生已有的概念建立非人為的、實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系，使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)像滾雪球似的不斷組織和重新組織。例如，讓學(xué)生在探究整車的受力分析的基礎(chǔ)上利用《理論力學(xué)》的功率方程推導(dǎo)出行駛方程式。動(dòng)力性部分的輪胎滾動(dòng)阻力形成機(jī)理與平順性部分的減振器減振機(jī)理可以聯(lián)系起來，因?yàn)槎叨加凶枘嶙饔?。分析制?dòng)防抱死控制策略時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生在深刻認(rèn)識(shí)路面附著系數(shù)與輪胎滑移率的關(guān)系的基礎(chǔ)上，探究怎么樣控制制動(dòng)壓力才能防止車輪抱死，提高制動(dòng)效能和制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。

（三）高效利用網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)混合式教學(xué)

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，整合各種教學(xué)資源，充分利用學(xué)校的“數(shù)字石大”集成的網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)，有效引導(dǎo)學(xué)生參與線上的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。在課程學(xué)習(xí)模塊，有課程通知、答疑討論、學(xué)習(xí)筆記、試題試卷庫、常見問題等子模塊，老師可以方便的在課外與學(xué)生溝通、答疑。教學(xué)資源模塊有教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、課件、名詞術(shù)語解釋、文獻(xiàn)資料、專題講座庫、案例庫、學(xué)生報(bào)告等子模塊，將老師積累的國家標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)秀論文、技術(shù)資料等上傳到文獻(xiàn)資料子模塊，將每屆學(xué)生的課程報(bào)告上傳到學(xué)生報(bào)告子模塊，資源共享非常便利。

采用混合式教學(xué)，將課堂教學(xué)與信息技術(shù)進(jìn)行融合，使教學(xué)過程的線下面授教學(xué)與線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有機(jī)結(jié)合，并根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)達(dá)到一個(gè)合理的學(xué)時(shí)分配。學(xué)生進(jìn)行不斷線的課程學(xué)習(xí)，課前預(yù)習(xí)，包括課程課堂教學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)的預(yù)備知識(shí)、背景等內(nèi)容；課堂上，有意義地學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)；課后，通過作業(yè)、報(bào)告、網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)學(xué)習(xí)、自己進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、調(diào)研等形式進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，達(dá)到“溫故而知新”。

（四）集成實(shí)踐性與工程應(yīng)用性

課程教學(xué)除了課堂教學(xué)，還展開了用MATLAB軟件進(jìn)行編程、動(dòng)力學(xué)計(jì)算分析等實(shí)踐環(huán)節(jié)，增強(qiáng)了學(xué)生的編程能力、計(jì)算能力、動(dòng)手能力。將課程與畢業(yè)設(shè)計(jì)密切結(jié)合，學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段可以利用《汽車?yán)碚摗返姆椒ㄟM(jìn)行汽車或子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模、分析、評(píng)價(jià)，進(jìn)行電子控制系統(tǒng)的控制策略設(shè)計(jì)。

三、結(jié)論

以學(xué)生為中心的教學(xué)理念、措施符合人體認(rèn)知科學(xué)規(guī)律，契合信息時(shí)代教學(xué)變革的要求，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新能力，具有終身學(xué)習(xí)的素養(yǎng)，可以有效地提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)社會(huì)所需的專業(yè)創(chuàng)新人才。

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■ 編輯/宋 宇